摘要 介绍了国内外远程医疗装备发展的历史与现状，论述了以
车载系统为核心的远程医疗装备的系统构成车载远程医疗装备所要解决的关键技术及其发展趋势进行了探讨。
关键词 远程医疗；车载系统；会诊；卫星通信
1 引言
远程医疗是指医学专家利用通信、传感、多媒体、远程控制等技术实现异地疾病诊断、治疗、健康护理、远程教学与指导等多种医学活动的医疗模式。远程医疗系统能够打破空间屏障，可以为医疗条件差的地方提供基于专家的疾病诊断和治疗的咨询，也可以为异地医生提供远程手术指导或直接实施远程手术等操作。远程医疗装备是远程医疗活动实现的物质技术基础，远程医疗装备的技术水平直接决定远程医疗活动的运作模式以及远程医疗活动的实施效果。20世纪50年代，美国学者Wittson首先将双向电视系统用于远程医学诊断活动，从此远程医疗装备及其关键技术随着通讯、电子等学科的技术进步而逐渐发展起来，时至今日，最先进的远程医疗系统已经能够成功地实施外科手术等活动。为了更加及时、有效地消除地域性障碍，开发机动、灵活的车载远程医疗系统也日益被提上议程。
2远程医疗装备发展概况
2.1 远程医学技术的发展现状
20世纪60年代初到80年代中期的远程医学活动通常被人们称为第一代远程医学。60年代初，美国国家宇航局在亚利桑那州建立了远程医学试验台，为太空中的宇航员提供远程医疗服务，其通信手段是卫星和微波技术，传递包括心电图和X光片在内的医学信息。在这一时期加拿大、澳大利亚等国也相继开展了远程医学方面的研究。这一阶段的远程医学发展缓慢，主要是因为当时的信息技术不够发达，远程医学的发展受到通信条件的限制。
80年代后期全球范围内启动的一批有较高价值的项目代表了第二代远程医学的发展。1988年美国提出远程医学系统应作为一个开放的分布式系统的概念。1991年，乔治亚州首先建成了世界上规模
最大、覆盖面最广的远程教育和医学网络-教育医学系统，可进行有线、无线和卫星通信活动。后来，美军在海湾战争、索马里维和等军事行动中成功地进行了远程医疗活动。1994年，美国国防部建立了远程医学试验台，启动了多种远程医学项目，由欧盟发起的大规模远程医疗系统推广实验进一步推动了远程医学的普及。一项数据表明，仅1993年，美国和加拿大约有2250例病人通过远程医学系统就诊，这一阶段的远程医学在军事应用与民用方面显示出了巨大的应用价值。
美军正在启动的黄金计划Ⅲ、单兵监视器计划等研究项目可称为第三代远程医学。其中，黄金计划Ⅲ将在匈牙利、波黑、德国和欧美的医疗机构联系起来，建立远程医学网络。由马里兰大学开发的战地远程医疗系统，由战地医生、通讯设备车、卫星通讯网、战地医院和远程医疗中心组成。在该系统中士兵配备新研制的单兵监视器，它主要由环境传感器、生理传感器、GPS定位仪、无线电话等组成，一旦士兵受了伤，监视器能测量出士兵的血压和心率等参数，CPS定位仪可以帮助医生很快找到受伤者，并通过远程医疗系统得到诊断和治疗。此外，美国联合航空公司正在投入试验运行的远程医疗系统还提供了全方位的生命信号检测功能，包括心脏、血压、呼吸等，在飞机飞行过程中，机组人员可以通过机载通讯系统及时得到全球各地的医疗救护支援。
在第三代远程医学中，主要包含丁四个主要技术层面的关键支持技术。
(1)三军联勤：计算机辅助指令、外科与单元水平上的模拟技术、触觉反馈虚拟现实技术、医学数据挖掘技术；(2)战场医学感知：生理学监测器、生物建模、医学资料处理、医学状况分析等技术；(3)医疗资源有效利用；先期诊断技术、便携式数字图像采集装备技术、远程会诊和远程现场手术系统；(4)计算机通信和数据安全：包括15项关键技术。
日本在这些关键技术领域已经初步实现了利用通信、远程控制等技术的远程手术功能。
我国远程医疗的研究与应用起步较晚。1986年广州远洋航运公司货轮船员的1例电报跨海会诊被视为我国最早的远程医学活动。此后，解放军总医院、上海医科大学等单位相继通过卫星、电话线等技术途径与国内外有关单位开展了远程会诊活动。1995年，上海教育科研网、上海医科大学联合启动了国内第一个远程会诊项目。次年，南京军区建成战区远程医疗网络，南京军区总医院利用该网络为数十家医院提供远程医疗服务。1997年，中国金卫医疗网络正式开通，同时在全国二十多个省市的数十家医院建立了远程会诊网站，标志着
我国医疗卫生事业信息化的全面展开。2000年，我国军队开始建设全军远程医学信息网卫星专网，并开展远程医疗、远程教学、医学数据查询等宽带通信业务。
2.2 车载远程医疗装备的发展现状
车载远程医疗系统具有机动、迅速、灵活的特点，对地域具有较高的适应性，可以随时开到指定地点展开远程医疗会诊工作，为偏远地区或战时一线展开基于专家的远程医疗服务，可以较大幅度地提高部队的医疗诊治水平和卫勤保障能力。移动式远程医疗会诊系统在局部战争中的成功应用对本世纪战伤救治模式产生了革命性的影响，车载远程医疗会诊系统的研究与开发受到了各国军队的高度重视。
1995年，日本松本远程通讯发展组织和日本松本Shinshu大学医院为了执行特定远程医疗任务联合开发了螺旋CT车，经过几年的实践，该车载系统改用JCSAT-1B卫星用14712Ghz的Ku波段，1.2m直径天线通信系统，并将其它通信、视讯系统等加装在一辆小车内，通过以太网与螺旋CT车相连，将CT图像数据、视频图像通过卫星通信等技术手段传输到Shinshu大学医院，整车的基本架构。
美国Point to Point公司也开发了一种功能更为齐全的远程医车，它可以采用T-1、FT-1、ISDN、帧中继等通讯方式，能够完成ECG、EKG、生命信号检查，包括脉搏、血压、Sp02、数字化听诊、超生波检查等功能，车厢内配置12X摄像机，卫星通信系统、诊断系统等所需电力由车载发电机提供，整车外形轮廓。
3 远程医疗装备系统构成及其车载化关键技术
远程医疗会诊装备一般包括信号采集装备、信号调制／解调装备、信号传输装备、信号终端显示装备及相关软件等。
信号采集装备主要包括计算机、高分辨率摄像机、麦克风等，主要用于视频和音频信号的采集，但这些装备仅能输出模拟视频和音频信号，需要配备相关的数字化编码／解码器。此外，可以根据实际需要配备数码相机、普通纸传真机、X光胶片扫描仪等一般通用装备，以及心电图机、心电图和脑电图信号传输装备、病理显微镜摄像仪、远程控制病理显微镜系统、皮肤镜等专用装备。
信号调制／解调装备将来自摄像机和麦克风的信号快速地转换成数据文件，实现实时视频和音频信号的数字化转换，实现该功能的部件通常称作编码／解码器(CODEC)。编码／解码器将模拟信号转换成数字信号，同时对其进行压缩，然后通过数字传输线路将其传输。在接收端，另一编码／解码器将数字信号解压，并将数字字节流恢复成原来的模拟信号。
信号传输装备一般可采用ISDN、DDN、ADSL、电话线、同轴电视电缆等多种传输方式，它们价格适中，图像质量也比较好，但对于野战条件下的车载远程会诊系统以及大型医疗机构来说，特别是当需要向多节点远距离同时传输信号时，往往采用微波和卫星传输方式，这种传输装备主要包括多路传输装置(MUX)和频道服务单元／数据服务单元(CSU／DSU)转换器，目前用于视音频传输的卫星线路的传输带宽一般为384kbps，传输速率和图像质量均能够满足实时交互的要求，图像质量也比较理想，该传输方式的缺点是有时可能会受到
天气情况及大气电离辐射的影响。
信号终端显示装备主要包括计算机显示器、扬声器等终端设备，用于实时图像和声音的表达。
当前远程医疗系统配备的软件一般有IBM诊断用成像工作站系统(带有远程放射学软件)、远程图像视频会诊系统(配置多节点音频／视频分配)、SVHS-VCR图像捕获系统、Intel ProShare VS500视讯系统等。
在远程医疗装备车载化的研究中，需要考虑如下几个关键技术问题：
(1)车内通讯、会诊装备的隔振问题。车内主要卫星通信器材、计算机等对振动比较敏感，需要增加适当的防护措施，同时又不影响整体方案布局的合理性与协调性。(2)车厢内温度、湿度等环境参数对卫星通信器材、计算机等的影响。通过设计合适的气流组织形式，保障重要仪器设备的通风散热，防止重要仪器设备因气流不通或无法排热而工作不正常，同时使车厢内有一个令人舒适的内部环境。(3)车载远程医疗会诊系统的医疗安全问题。为保证远程手术指导等重要的医疗活动的安全，应该保持一种以上的通讯方式，以及一种以上的独立供电方式，以保证系统受到攻击或干扰时，能够继续维持工作。
此外，用于军事用途的远程医疗会诊系统应该有适当的加密措施，用于保障军事通讯的信息安全。
4 远程医疗装备的发展趋势
机动灵活、高效、小型化、功能齐全是今后远程医疗会诊装备发展的主要技术方向。车载远程医疗会诊系统由于其机动灵活的特点会逐渐得到进一步的推广和普及。同时，随着机器人技术、远程控制技术、卫星通信技术的进一步发展，将会出现具有同时与更多节点交互能力的多方远程专家会诊系统、远程控制现场手术系统、远程,诊断辅助系统等.随着系统小型化与网络化,车载远程医疗会诊系统的功能将得到进一步发展,应用于不同背景的相关软件系统也会逐渐丰富起来,软件系统的功能会更加齐全,人机交互性能会更好.医疗安全问题也会得到进一步重视,双路冗余备份系统、加密系统、抗干扰系统会以更加合理的方式构建在系统之中。在军事后勤领域，预计出现融和各品种新技术的更好用的移动式远程医疗会诊系统。
诊断辅助系统等。随着系统小型化与网络化，车载远程医疗会诊系统的功能将得到进一步扩展，应用于不同背景的相关软件系统也会逐渐丰富起来，软件系统的功能会更加齐全，人机交互性能会更好。医疗安全问题也会得到进一步重视，双路冗余备份系统、加密系统、抗干扰系统会以更合理的方式构建在系统之中。在军事后勤领域，预计出现融和各种新技术的更好用的移动式远程医疗会诊系统。
车载系统为核心的远程医疗装备的系统构成车载远程医疗装备所要解决的关键技术及其发展趋势进行了探讨。
关键词 远程医疗；车载系统；会诊；卫星通信
1 引言
远程医疗是指医学专家利用通信、传感、多媒体、远程控制等技术实现异地疾病诊断、治疗、健康护理、远程教学与指导等多种医学活动的医疗模式。远程医疗系统能够打破空间屏障，可以为医疗条件差的地方提供基于专家的疾病诊断和治疗的咨询，也可以为异地医生提供远程手术指导或直接实施远程手术等操作。远程医疗装备是远程医疗活动实现的物质技术基础，远程医疗装备的技术水平直接决定远程医疗活动的运作模式以及远程医疗活动的实施效果。20世纪50年代，美国学者Wittson首先将双向电视系统用于远程医学诊断活动，从此远程医疗装备及其关键技术随着通讯、电子等学科的技术进步而逐渐发展起来，时至今日，最先进的远程医疗系统已经能够成功地实施外科手术等活动。为了更加及时、有效地消除地域性障碍，开发机动、灵活的车载远程医疗系统也日益被提上议程。
2远程医疗装备发展概况
2.1 远程医学技术的发展现状
20世纪60年代初到80年代中期的远程医学活动通常被人们称为第一代远程医学。60年代初，美国国家宇航局在亚利桑那州建立了远程医学试验台，为太空中的宇航员提供远程医疗服务，其通信手段是卫星和微波技术，传递包括心电图和X光片在内的医学信息。在这一时期加拿大、澳大利亚等国也相继开展了远程医学方面的研究。这一阶段的远程医学发展缓慢，主要是因为当时的信息技术不够发达，远程医学的发展受到通信条件的限制。
80年代后期全球范围内启动的一批有较高价值的项目代表了第二代远程医学的发展。1988年美国提出远程医学系统应作为一个开放的分布式系统的概念。1991年，乔治亚州首先建成了世界上规模
最大、覆盖面最广的远程教育和医学网络-教育医学系统，可进行有线、无线和卫星通信活动。后来，美军在海湾战争、索马里维和等军事行动中成功地进行了远程医疗活动。1994年，美国国防部建立了远程医学试验台，启动了多种远程医学项目，由欧盟发起的大规模远程医疗系统推广实验进一步推动了远程医学的普及。一项数据表明，仅1993年，美国和加拿大约有2250例病人通过远程医学系统就诊，这一阶段的远程医学在军事应用与民用方面显示出了巨大的应用价值。
美军正在启动的黄金计划Ⅲ、单兵监视器计划等研究项目可称为第三代远程医学。其中，黄金计划Ⅲ将在匈牙利、波黑、德国和欧美的医疗机构联系起来，建立远程医学网络。由马里兰大学开发的战地远程医疗系统，由战地医生、通讯设备车、卫星通讯网、战地医院和远程医疗中心组成。在该系统中士兵配备新研制的单兵监视器，它主要由环境传感器、生理传感器、GPS定位仪、无线电话等组成，一旦士兵受了伤，监视器能测量出士兵的血压和心率等参数，CPS定位仪可以帮助医生很快找到受伤者，并通过远程医疗系统得到诊断和治疗。此外，美国联合航空公司正在投入试验运行的远程医疗系统还提供了全方位的生命信号检测功能，包括心脏、血压、呼吸等，在飞机飞行过程中，机组人员可以通过机载通讯系统及时得到全球各地的医疗救护支援。
在第三代远程医学中，主要包含丁四个主要技术层面的关键支持技术。
(1)三军联勤：计算机辅助指令、外科与单元水平上的模拟技术、触觉反馈虚拟现实技术、医学数据挖掘技术；(2)战场医学感知：生理学监测器、生物建模、医学资料处理、医学状况分析等技术；(3)医疗资源有效利用；先期诊断技术、便携式数字图像采集装备技术、远程会诊和远程现场手术系统；(4)计算机通信和数据安全：包括15项关键技术。
日本在这些关键技术领域已经初步实现了利用通信、远程控制等技术的远程手术功能。
我国远程医疗的研究与应用起步较晚。1986年广州远洋航运公司货轮船员的1例电报跨海会诊被视为我国最早的远程医学活动。此后，解放军总医院、上海医科大学等单位相继通过卫星、电话线等技术途径与国内外有关单位开展了远程会诊活动。1995年，上海教育科研网、上海医科大学联合启动了国内第一个远程会诊项目。次年，南京军区建成战区远程医疗网络，南京军区总医院利用该网络为数十家医院提供远程医疗服务。1997年，中国金卫医疗网络正式开通，同时在全国二十多个省市的数十家医院建立了远程会诊网站，标志着
我国医疗卫生事业信息化的全面展开。2000年，我国军队开始建设全军远程医学信息网卫星专网，并开展远程医疗、远程教学、医学数据查询等宽带通信业务。
2.2 车载远程医疗装备的发展现状
车载远程医疗系统具有机动、迅速、灵活的特点，对地域具有较高的适应性，可以随时开到指定地点展开远程医疗会诊工作，为偏远地区或战时一线展开基于专家的远程医疗服务，可以较大幅度地提高部队的医疗诊治水平和卫勤保障能力。移动式远程医疗会诊系统在局部战争中的成功应用对本世纪战伤救治模式产生了革命性的影响，车载远程医疗会诊系统的研究与开发受到了各国军队的高度重视。
1995年，日本松本远程通讯发展组织和日本松本Shinshu大学医院为了执行特定远程医疗任务联合开发了螺旋CT车，经过几年的实践，该车载系统改用JCSAT-1B卫星用14712Ghz的Ku波段，1.2m直径天线通信系统，并将其它通信、视讯系统等加装在一辆小车内，通过以太网与螺旋CT车相连，将CT图像数据、视频图像通过卫星通信等技术手段传输到Shinshu大学医院，整车的基本架构。
美国Point to Point公司也开发了一种功能更为齐全的远程医车，它可以采用T-1、FT-1、ISDN、帧中继等通讯方式，能够完成ECG、EKG、生命信号检查，包括脉搏、血压、Sp02、数字化听诊、超生波检查等功能，车厢内配置12X摄像机，卫星通信系统、诊断系统等所需电力由车载发电机提供，整车外形轮廓。
3 远程医疗装备系统构成及其车载化关键技术
远程医疗会诊装备一般包括信号采集装备、信号调制／解调装备、信号传输装备、信号终端显示装备及相关软件等。
信号采集装备主要包括计算机、高分辨率摄像机、麦克风等，主要用于视频和音频信号的采集，但这些装备仅能输出模拟视频和音频信号，需要配备相关的数字化编码／解码器。此外，可以根据实际需要配备数码相机、普通纸传真机、X光胶片扫描仪等一般通用装备，以及心电图机、心电图和脑电图信号传输装备、病理显微镜摄像仪、远程控制病理显微镜系统、皮肤镜等专用装备。
信号调制／解调装备将来自摄像机和麦克风的信号快速地转换成数据文件，实现实时视频和音频信号的数字化转换，实现该功能的部件通常称作编码／解码器(CODEC)。编码／解码器将模拟信号转换成数字信号，同时对其进行压缩，然后通过数字传输线路将其传输。在接收端，另一编码／解码器将数字信号解压，并将数字字节流恢复成原来的模拟信号。
信号传输装备一般可采用ISDN、DDN、ADSL、电话线、同轴电视电缆等多种传输方式，它们价格适中，图像质量也比较好，但对于野战条件下的车载远程会诊系统以及大型医疗机构来说，特别是当需要向多节点远距离同时传输信号时，往往采用微波和卫星传输方式，这种传输装备主要包括多路传输装置(MUX)和频道服务单元／数据服务单元(CSU／DSU)转换器，目前用于视音频传输的卫星线路的传输带宽一般为384kbps，传输速率和图像质量均能够满足实时交互的要求，图像质量也比较理想，该传输方式的缺点是有时可能会受到
天气情况及大气电离辐射的影响。
信号终端显示装备主要包括计算机显示器、扬声器等终端设备，用于实时图像和声音的表达。
当前远程医疗系统配备的软件一般有IBM诊断用成像工作站系统(带有远程放射学软件)、远程图像视频会诊系统(配置多节点音频／视频分配)、SVHS-VCR图像捕获系统、Intel ProShare VS500视讯系统等。
在远程医疗装备车载化的研究中，需要考虑如下几个关键技术问题：
(1)车内通讯、会诊装备的隔振问题。车内主要卫星通信器材、计算机等对振动比较敏感，需要增加适当的防护措施，同时又不影响整体方案布局的合理性与协调性。(2)车厢内温度、湿度等环境参数对卫星通信器材、计算机等的影响。通过设计合适的气流组织形式，保障重要仪器设备的通风散热，防止重要仪器设备因气流不通或无法排热而工作不正常，同时使车厢内有一个令人舒适的内部环境。(3)车载远程医疗会诊系统的医疗安全问题。为保证远程手术指导等重要的医疗活动的安全，应该保持一种以上的通讯方式，以及一种以上的独立供电方式，以保证系统受到攻击或干扰时，能够继续维持工作。
此外，用于军事用途的远程医疗会诊系统应该有适当的加密措施，用于保障军事通讯的信息安全。
4 远程医疗装备的发展趋势
机动灵活、高效、小型化、功能齐全是今后远程医疗会诊装备发展的主要技术方向。车载远程医疗会诊系统由于其机动灵活的特点会逐渐得到进一步的推广和普及。同时，随着机器人技术、远程控制技术、卫星通信技术的进一步发展，将会出现具有同时与更多节点交互能力的多方远程专家会诊系统、远程控制现场手术系统、远程,诊断辅助系统等.随着系统小型化与网络化,车载远程医疗会诊系统的功能将得到进一步发展,应用于不同背景的相关软件系统也会逐渐丰富起来,软件系统的功能会更加齐全,人机交互性能会更好.医疗安全问题也会得到进一步重视,双路冗余备份系统、加密系统、抗干扰系统会以更加合理的方式构建在系统之中。在军事后勤领域，预计出现融和各品种新技术的更好用的移动式远程医疗会诊系统。
诊断辅助系统等。随着系统小型化与网络化，车载远程医疗会诊系统的功能将得到进一步扩展，应用于不同背景的相关软件系统也会逐渐丰富起来，软件系统的功能会更加齐全，人机交互性能会更好。医疗安全问题也会得到进一步重视，双路冗余备份系统、加密系统、抗干扰系统会以更合理的方式构建在系统之中。在军事后勤领域，预计出现融和各种新技术的更好用的移动式远程医疗会诊系统。
